РИМЕНЕНИЕ ПК ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ ДИНАМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА С ПОСТУПАТЕЛЬНО ДВИЖУЩИМСЯ ТОЛКАТЕЛЕМ
Поротников В.И., Пархоменко В. Г., Кучер В.с.
Источник: Материалы 11-ой региональной научно-методической конференции, посвященной 100 летнему Алексея Лаврентьевича Симонова и 80 летнему юбилею кафедры "Основы проектирования машин"/ДонНТУ. – Донецк, 2009. – с.
При проектировании механизмов следует учитывать возможность их движения под действием приложенных сил с возможно большим КПД. Использование этих условий в большой степени зависит от выбранных размеров и форм звеньев механизма. Работоспособность кулачкового механизма зависит от r0 - минимального радиуса кулачка. Выбор r0 осуществляется из условия ограничения угла давления ???max. На рисунке 1 изображена реакция со стороны кулачка на толкатель Р, которая будет совпадает с нормалью n-n, проведенной к профилю кулачка в точке В. Разложив эту силу на две составляющие: Р1 =Рcos ? – направлена вдоль оси толкателя, Р2 =Psin ? – перпендикулярна к этой оси. Составляющая Р1 приводит толкатель в движение, вторая же Р2 отклоняет толкатель от его оси и прижимает к направляющим, вызывая силы трения, которые в свою очередь при больших значениях приводят к заклиниванию механизма. Из рисунка 1. следует, что чем меньший угол давления ?, тем меньше «вредная» составляющая Р2.
Угол давления в любой точке профиля Bi, как следует из рис.2,определяется по формуле: где ? и ? – параметры, учитывающие расположение оси толкателя и направление вращения кулачка соответственно. ? = + 1 – ось толкателя смещена влево от оси вращения кулачка ? = - 1 – ось толкателя смещена вправо ? = +1 – кулачок вращается по ходу часовой стрелки ? = - 1 – кулачок вращается против хода часовой стрелки
Рисунок 1. - Схема кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем
Как видно из рис.3 при различных углах поворота зависимости будут различны. Так при угле 0° Алгоритм работы программы определения минимального радиуса центрового профиля кулачка изображен на рис.4. Работа программы: - Вводим исходные данные: Н – максимальный ход толкателя, ?max - допускаемое значение угла давления, ?уд - угол удаления, е – ексцентриситет; - Программа сама назначает r0 равному сумме е и шагу ?r, это было создано, чтобы изначально выполнялось условие S0>0; - Затем происходит расчет S0 и законов аналога скорости dS/d? и перемещения толкателя dS; - Следующим шагом является просчет угла давления ? и сравнивание его с допускаемым ?max.
Рисунок 2. - Схема для определения угла давления
Рисунок 3. - Алгоритм программы
Если условие ???max не соблюдается то к r0 прибавляется ?r и считается ? заново, до тех пор пока не будет найден такой r0 , при котором бы выполнялось условие не заклинивания. - В конце программа выводит значения ? и полученного r0 на лист Excel. Программа протестирована для ступенчатого закона изменения аналога ускорения толкателя. Написана была на языке Visual Basic for Application (VBA). Данное решение задачи динамического синтеза кулачкового механизма позволяет сократить время проектирования кулачкового механизма, так же можно проследить влияние начальных параметров на выбор минимального радиуса, что позволит выбрать наиболее благоприятные как габариты, так и условия работы
Рисунок 4. - Зависимости угла давления от минимального радиуса при углах поворота кулачка равных 0, уд и уд./2
Список литературы
- В.С. Кучер, Э.Л. Гордиенко. Методические указания по аналитическому синтезу кулачковых механизмов в курсовом проектировании. Донецк, ДПИ, 1992-43с.
- Я.Т. Киницкий. Теория механизмов и машин. Киев, Наукова думка, 2002-660с.